Chap1TMS320C62C67结构概述
TMS320C6201_6701DSP处理器与FLASH存储器的接口设计 (1)
" 中 国 广 播 电 视 设 备 工 业 协 会 应 用 电 视 专 业 协 会@应 用 电 视— —— 设 备 原 理 与 工 程 实 践 （ 第 ) 版） 电子工业出 @北 京 ： 版社， )%%" 顾 红， 苏 为 民@视 频 字 符 叠 加 技 术 的 发 展 及 四 种 $ 孙泓波，
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DSP原理及图像处理应用第2章 TMS320C6000 DSP芯片概述
前 言
随着信息技术的高速发展，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)的应用范围越来越广，普 及率越来越高; DSP的应用领域主要包括： 图形图像领域（如图形变换、图像压缩、图像传 输、图像增强、图像识别等） 自动化控制领域（如导航和定位、振动分析、磁 盘驱动、激光打印、机器人控制等）
2.1 DSP芯片概述 DSP的主要生产厂商
DSP芯片的生产厂家很多，类型多样，主要的产品如表2-1 所示
2.1 DSP芯片概述 2.1.2 TI公司的DSP芯片
TI公司是DSP芯片的主要生产厂家之一；
该公司研发出多款高性能的DSP产品，例如：
定点型 DSP 芯片 C1x 、 C2x 、 C2xx 、 C5x 、 C54x 和 C6x等；
硬件结构更多地考虑了工业应用环境，适合在机电 控制、电力电子系统中应用，如照明控制、光纤网 络、工业自动化等相关产品。
TMS320C3000系列DSP芯片：
适合在数字音频、激光打印机、扫描仪、读码器、 视频会议、工业自动化、机器人和伺服控制产品中 应用。
2.1 DSP芯片概述
TMS320C5000系列DSP芯片：
2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况
2.2.1 DM642概述
VCXO内插控制(VIC)端口提供了分辨率为9比特到16比特 数模转换。VIC的输出是一个比特内插D/A输出。 以太网媒体接入控制器(EMAC)在DM642 DSP内核处理 器和网络之间提供了一个有效的接口； DM642 EMAC具有硬件信息流控制和服务质量(QOS)支 持，无论是半双工还是双工模式，它都支持10Base-T 和 100Base-TX,或 10 Mbps和100 Mbps。DM642 EMAC 使用定制的接口与DSP核相连，可以让数据有效地传送 和接收。
TMS320C6713,TMS320C6713B DSPs Silicon Errata
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[DSP讲义]第二章 CPU结构与存储器配置
![[DSP讲义]第二章 CPU结构与存储器配置](https://img.taocdn.com/s3/m/2c655268af1ffc4ffe47ac64.png)
§第二章 CPU结构与存储器配置◆TI公司DSP产品介绍✧TI公司自从1982年生产出第一代TMS32010、TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17 ✧第二代：TMS32020、TMS320C25/C26//C28✧第三代：TMS320C30/C31/C32✧第四代：TMS320C40/C44✧第五代：TMS320C5x/C54x✧第二代芯片的改进型TMS320C2xx，集多个DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8x ✧目前最快的第六代TMS320C62x/C67x✧归纳为三大系列：TMS320C2000系列，TMS320C5000以及TMS3206000系列。
S320LF2407/2407A是当今世界上集成度最高、性能最强的运动控制DSP芯片TMS320LF2407A DSP属于TI公司TMS320C2000系列定点DSP中的C24xx产品系列2.1 TMS320LF2407A DSP结构◆TMS320LF2407A的主要特点：供电电压为3.3v，减小了控制器的功耗采用TMS320C2xx DSP CPU内核，保证了与TMS320C24x系列DSP的代码兼容性 片内有32K字的Flash程序存储器2.5K字的数据/程序RAM544字节的双存取RAM(DARAM)和2k字节的单存取RAM(SARAM)◆事件管理器模块EVA和EVB两个16位通用定时器三个捕获单元八个16位的脉宽调制(PWM)通道(1)三相反相器控制器；PWM的对称和非对称波(2)当外部引脚PDPINTx出现低电平时快速关闭PWM通道(3)可编程的PWM死区控制以防止上下桥臀同时输出触发脉冲片内光电编码器接口电路16通道A/D转换可扩展的外部存储器(LF2407)总共192K字64K字程序存储器64K字数据存储器64K字I/O寻址空间看门狗定时器模块(WDT)10位A/D转换器最小转换时间为500 ns，可选择由两个事件管理器来触发的两个8通道输入A/D转换器或一个l 6通道输入的A/D转换器串行通信接口(SCI)和16位的串行外设接口模块(SPI）41个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚(GPIO)5个外部中断基于锁相环的时钟发生器CAN总线控制模块具有JTAG边界扫描接口电源管理模块。
第2章 TMS320DM6437的基本结构-DSP原理及应用-张雪英-清华大学出版社
TMS320DM6437的内核采用TI开发的第三代高性能支持超长 指令字（VLIW）的VelociTI.2结构。
DSP原理及应用------TMS3206437架构、指令、功能模块、程序设计及案例分析
2.2 TMS320DM6437 CPU结构
1、CPU的组成 TMS320DM6437采用TMS320C64x+ CPU体系结构，包括8
个独立的计算功能单元、2个寄存器组和2条数据通路。 如图2-2所示，这2个寄存器组（A和B）都包括32个32位
通用寄存器，共64个寄存器。这些通用寄存器既可用于数据， 又可用于数据地址指针。
DSP原理及应用------TMS3206437架构、指令、功能模块、程序设计及案例分析
DSP原理及应用----
TMS320DM6437架构、指令、功能模块、 程序设计及案例分析
高等学校电子信息类专业些教材 教育部高等学校电子----TMS3206437架构、指令、功能模块、程序设计及案例分析
另一部分是视频处理后端输出部分（VPBE），由屏幕 显示设备和视频编解码组成，这增强了TMS320DM6437的视 频处理能力。
DSP原理及应用------TMS3206437架构、指令、功能模块、程序设计及案例分析
2.1 TMS320DM6437的基本结构
TMS320DM6437集成了丰富的片内外设，包括以下4部分。 （1）系统外设：包括2个64位通用定时器、1个64位看
TMS320C64x+内核在多个方面增强了.S功能单元，在 TMS320C64x内核中，双16位MIN2和MAX2比较操作仅能在.L 单元上执行；而在TMS320C64x+内核中，该操作也可在.S单 元上执行，以增强搜索和排序算法的性能。
第4讲硬件系统结构与工作原理
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MP/MC＝1 微处理器方式
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MP/MC＝0 微机方式
数据空间
地址
比较、选择和存储单元（CSSU）功能框图
5. 指数编码器
指数编码器用于支持单周期指令EXP的专用硬 件。
在EXP指令中，累加器中的指数值能以二进制 补码的形式（-8~31）存储在T寄存器中。
指数值定义为前面的冗余位数减8的差值，即 累加器中为消除非有效符号位所需移动的位数。 当累加器中的值超过32位时，指数为负值。
MSW/LSW（最高有效字/最低有效字）写选择 单元至EB总线。
桶形移位器的功能框图
3. 乘法器/加法器单元
C54x CPU有一个1717位的硬件乘法器，与40 位的专用加法器相连，可以在单周期内完成一 次乘法累加运算。
乘法器的输出经小数/整数乘法（FRCT）输入 控制后加到加法器的一个输入端，加法器的另 一个输入端来自累加器A或B。
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第2章 TMS320C6000系列的硬件结构-233
2.3.3 内部程序存储器
②Cache使能:
b 对已经缓存的取指包的访问将引起高速缓存命中(cache hit)，缓存中取指包立即送入CPU不再需要等待。
c 程序RAM由存储器映射模式改为cache使能模式时，会 自动产生程序cache的冲洗(flush )，这也是冲洗cache的惟 一方式。
2.3.3 内部程序存储器
2.3.3 内部程序存储器 1、 程序存储器的结构
C6202 （B） /C6203 （B）
片内程序分为2个存储块Block好处？
2块程序存储区可以独立存取，允许对一个存储区进行 程序取指的同时在另一个存储区中进行DMA访问，二者 不会产生冲突。
IPRAM——结构
C6202 (B)的片内 程序存储器与控制
cache —地址的解析
•5-bit作为取指包的固定偏移单位 (alignment)
•11-bit作为块偏移地址，表明一个取 指包在某个2K frame块中的位置
•10-bit作为标记，标记的是取指包所 在存储块在外部存储空间中的原始位 置
cache —机制
2Kx11bit 的标记RAM •1bit有效标志位，用来标识该取指包是否缓存在cache里
2.3.5 内部数据存储器
思考：为什 么C67的bank 数为8？
2.3.5 内部数据存储器
（2） C6701
每一块RAM被组织为8个16 bit宽度、2 K深度 的存储体
数据吞吐率最高可以达到每周期同完成2个64 bit的CPU访问和1个32 bit的DMA访问。
1 CPU数据通道包括哪些资源？
2 数据交叉通路中，数据从A侧传向B侧是（） A 1X B 2X 3 数据交叉通路（1X和2X）在功能单元( )可 作为src1和src2 A .L B .S C .M
芯片结构及性能概述TMS320C...
第1章芯片结构及性能概述TMS320C2000系列是美国TI公司推出的最佳测控应用的定点DSP芯片，其主流产品分为四个系列：C20x、C24x、C27x和C28x。
C20x可用于通信设备、数字相机、嵌入式家电设备等；C24x主要用于数字马达控制、电机控制、工业自动化、电力转换系统等。
近年来，TI公司又推出了具有更高性能的改进型C27x和C28x系列芯片，进一步增强了芯片的接口能力和嵌入功能，从而拓宽了数字信号处理器的应用领域。
TMS320C28x系列是TI公司最新推出的DSP芯片，是目前国际市场上最先进、功能最强大的32位定点DSP芯片。
它既具有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于有大批量数据处理的测控场合，如工业自动化控制、电力电子技术应用、智能化仪器仪表及电机、马达伺服控制系统等。
本章将介绍TMS320C28x系列芯片的结构、性能及特点，并给出该系列芯片的引脚分布及引脚功能。
1.1 TMS320C28x系列芯片的结构及性能C28x系列的主要片种为TMS320F2810和TMS320F2812。
两种芯片的差别是：F2812内含128K×16位的片内Flash存储器，有外部存储器接口，而F2810仅有64K×16位的片内Flash存储器，且无外部存储器接口。
其硬件特征如表1-1所示。
表1-1 硬件特征注：‡“S”是温度选择（-40℃ ~ +125℃）的特征化数据，仅对TMS是适用的。
‡‡产品预览（PP）：在开发阶段的形成和设计中与产品有关的信息，特征数据和其他规格是设计的目标。
TI保留了正确的东西，更换或者终止了一些没有注意到的产品。
高级信息（AI）：在开发阶段的取样和试制中与新产品有关的信息，特征数据和其他规格用以改变那些没有注意到的东西。
产品数据（PD）：是当前公布的数据信息，产品遵守TI的每项标准保修规格，但产品加工不包括对所有参数的测试。
34267《TMS320系列DSP原理、结构及应用》党瑞荣
第一章 绪论
1.2 DSP芯片概述
2.DSP芯片的特点
（5）．采用特殊的DSP指令 DSP芯片的另一个特点是采用特殊的指令，这些特殊的指令进一 步提高了DSP芯片的处理能力。比如TMS320C3x用于卷积和付氏变换 的位翻转指令和循环寻址指令，多片DSP间通信的互锁指令等。 （6）．硬件功能强大 新一代的DSP芯片具有较强的接口功能，除了具有串行口、DMA控 制器、软件可编程等待状态发生器等片内外设外，还配置中断处理器、 PLL（锁相环）、片内存储器、测试接口等单元电路，可以方便地构成 一个嵌入式自封闭控制的处理系统。
第一章 绪论
1.1信号处理技术基础——数字信号处理
数字信号处理的实现一般有以下几种方法： （1）在通用计算机上用软件（如Fortran、C语言）实现，但速度慢，主要 用于算法的模拟； （2）在通用计算机系统中加入专用的加速处理器，以增强运算能力和提高 运算速度。不适合于嵌入式应用，专用性强，应用受到限制； （3）用单片机实现，用于不太复杂的数字信号处理。不适合于以乘法-累加 运算为主的密集型运算； （4）用通用的可编程 DSP 芯片实现，具有可编程性和强大的处理能力， 可完成复杂的数字信号处理的算法，在实时 DSP 领域中处于主导地位； （5）用专用的 DSP 芯片实现，可用在要求信号处理速度极快的特殊场合， 如专用于 FFT、数字滤波、卷积、相关算法的 DSP 芯片，相应的信号处理 算法由内部硬件电路实现。用户无需编程，但专用性强，应用受到限制； （6）用基于通用 DSP核的ASIC芯片实现。
第一章 绪论
1.2 DSP芯片概述
2.DSP芯片的特点
图1.2-3 改进的哈佛结构
第一章 绪论
1.2 DSP芯片概述
2.DSP芯片的特点
TMS320C6748 原理图
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99
(3) uP_EMIFA_WAIT1 (3) uP_EMIFA_WAIT0 (3) uP_EMIFA_WEn (3) uP_EMIFA_OEn (3) uP_EMIFA_RnW (3) uP_EMIFA_CLK (3) (3) (3) (3) uP_EMIFA_CSn5 uP_EMIFA_CSn4 uP_EMIFA_CSn3 uP_EMIFA_CSn2 uP_EMIFA_D0 uP_EMIFA_D1 uP_EMIFA_D2 uP_EMIFA_D3 uP_EMIFA_D4 uP_EMIFA_D5 uP_EMIFA_D6
Rev 3
Sheet
Project OMAP-L138
1
1
of
9
5
4
3
2
5
4
3
2
1
02 - BASEBOARD CONNECTORS
PERIPHERAL IO
5V_IN
D
PERIPHERAL IO
VRTC_IN uP_VPIF_DOUT[15..0] (5) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 DGND MAIN_BATT_IN J2 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 uP_EMIFA_D7 uP_EMIFA_D8 uP_EMIFA_D9 uP_EMIFA_D10 uP_EMIFA_D11 uP_EMIFA_D12 uP_EMIFA_D13 uP_EMIFA_D14 uP_EMIFA_D15 uP_EMIFA_A0 uP_EMIFA_A1 uP_EMIFA_A2 uP_EMIFA_A3 uP_EMIFA_A4 uP_EMIFA_A5 uP_EMIFA_A6 uP_EMIFA_A7 uP_EMIFA_A8 uP_EMIFA_A9 uP_EMIFA_A10 uP_EMIFA_A11 uP_EMIFA_A12 uP_EMIFA_D[15..0] (3) MAIN_BATT_IN
TMS320C6201DSP处理器与FLASH存储器接口设计(精)
TMS320C6201 DSP处理器与FLASH存储器接口设计DSP是针对实时数字信号处理而设计的数字信号处理器，由于它具有计算速度快、体积小、功耗低的突出优点，非常适合应用于嵌入式实时系统。
自世界上第一片通用D5P芯片TMS320C10于1982年在美国T1公司产生以来，DSP处理器便显示出强盛的生命力。
短短二十多年，世界上许多公司便开发出各种规格的DSP处理器，并使它们在通信、自动控制、雷达、气象、导航、机器人等许多嵌入式实时领域得到了广泛应用。
20世纪90年代后期美国TI公司推出的面向通讯领域的新一代32位的T MS320C6000系列DSP芯片(简称C6000)是目前世界上最先进的DSP处理器，其中C62XX和C64XX为通用32位定点系列DSP处理器，C67XX为通用32位浮点系列DSP处理器，其指令速度分别高达960～4800MIPS和600MFLOPS～1GFLOPS，可与早期的巨型计算机速度相媲美，且单芯片功耗小于1．5W、采用BGA封装(小型球栅阵列)、体积也很小(最大35mm×35mm×3．5mm)。
因此，这些DSP处理器将在许多科技领域发挥重要作用。
FLASH存储器是新型的可电擦除的非易失性只读存储器，属于EEPROM器件，与其它的ROM器件相比，其存储容量大、体积小、功耗低，特别是其具有在系统可编程擦写而不需要编程器擦写的特点，使它迅速成为存储程序代码和重要数据的非易失性存储器，成为嵌入式系统必不可少的重要器件。
DSP与FLASH存储器的接口设计是嵌入式系统设计的一项重要技术，本文以基于三个C6201／C6701 DSP芯片开发成功的嵌入式并行图像处理实时系统为例，介绍这一设计技术。
1 C6201／C6701新一代DSP处理器1．1 C6201／C6701的特点及外部存储器接口EMIFC6201为通用32位定点DSP处理器，C6701为通用32位浮点DSP处理器，它们采用并行度很高的处理器结沟，从而具有许多突出的特点：DSP核采用改进的超长指令字(VLIW)体系结构和多流水线技术，具有8个可并行执行的功能单元，其中6个为ALU，两个为乘法器，并分成相同功能的两组，在没有指令相关情况下，最高可同时执行8条并行指令；·具有32个32位通用寄存器，并分成两组，每组16个，大大加快了计算速度；片上集成了大容量的高速程序存储器和数据存储措，最高可以200Mbit／s 的速度访问，并采用改进的多总线多存储体的哈佛结构。
TMS C 中文技术手册
桥有多种功能： � 在配置总线和数据总线之间转换 � 外设总线位宽和 SCR 总线位宽的转换 � 外设总线频率和 SCR 总线频率的转换
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第二章 Device Overview
2.1 芯片特性
2.2 DSP 核概述
C66xDSP 通过加强和新增特性，比 C64x 和 C674x 的特性有很大提高。有许多特性是
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针对向量处理新增的。C64x＋和 C674xDSP 对 16-bit 数据支持 2 条 SIMD 操作，对 8-bit 数 据提供 4 条 SIMD 操作。在 C66x 器件上，通过扩展 SIMD 指令的宽度，提高了向量处理能 力。C66xDSP 可以处理 128-bit 的向量指令。例如，QMPY32 指令可以执行两个 32-bit 数据 向量的元素对元素相乘。C66xDSP 对浮点操作也支持 SIMD。增强的向量处理能力加上原有 的指令并行等级，DSP 程序员通过应用 TI 的 C/C＋＋优化编译器可以开发出更高级的并行 代码。
4.2 数据转换结构连接
连接的详细信息在下表中给出：
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4.3 配置转换结构
所有的主模式器件都可以通过配置转换结构访问从模式器件。
4.4 总线优先级
所有主模式外设交通优先级都在 Teranet 边界中定义。引进用户可编程优先级寄存器， 用软件通过 TeraNet 配置数据交通优先级。注意数值越低，优先级越高：PRI＝000b＝紧急， PRI＝111b＝最低优先级。
Chap1TMS320C62xxC67xx结构概述
0 1
循 环 寻 址 ， 使 用 B K O 字 段
1 0
循 环 寻 址 ， 使 用 B K 1 字 段
1 1
保 留
41
控制状态寄存器（CSR）
42
控制状态寄存器描述
位置 宽
度
31-24 8
23-16 8
15-10 6
9
1
8
1
7-5 3
4-2 3
1
1
0
1
字段名
CPU ID REV ID PWRD SAT
➢ 同一周期8个功能单元可并行使用
1x
13
功能单元和寄存器
14
功能单元和执行操作
功能单元 .L 单元(.L1,.L2)
.S 单元(.S1,.S2)
.M 单元(.M1,.M2) .D 单元(.D1,.D2)
定点操作 32/40 位算术和比较操作 32 位中最左边 1 或 0 的位数计数 32 位和 40 位计数 32 位逻辑操作 32 位算术操作 32/40 位移位和 32 位位操作 32 位逻辑操作 转移 常数产生 寄存器与控制寄存器传递(仅.S2) 16×16 乘法操作
如果结果超出指数范围和精度界限，与实际的计数结
果不同时置 1；从不与 INVAL 同时置位。
结果上溢出时置 1
结果为负无穷大置 1
当有符号的 Nan 是源操作数，或在浮点到整形转换中
NaN 是一个源操作数，或无穷大减无穷大时置为 1
Src2 是一个非归一化数
Src1 是一个非归一化数
Src2 是 NaN
➢ .D功能单元不能使用交叉通路
➢ 仅src2可以使用另一侧寄存器 数据
功能单元 .L1,.S1,.M1
第二章 TMS320C2xx的CPU结构和存储器配置
图2.6 中央算术逻辑功能图
第二章 TMS320C2xx的CPU结构和 存储器配置
2.3.2 输入定标移位器
如图2.7所示，该单元为32位。它接受来自程序读总线 和数据读总线的两个16位数值，进行调整，然后送到中央算 术逻辑单元。 它由多路选择器MUX、输入移位器构成。 多路选择器把两组数据进行分时选择，输入移位器进行数据 移位。 具体移位按照指令要求或临时寄存器TREG的低四位要求进 行。移位后，低位填0，未用到的高位填0或进行符号扩展。 是否进行扩展，由状态寄存器的BIT10（SXM）控制。 SXM=0时不进行符号扩展，SXM=1时，进行符号扩展。 移位器的输出被送到算术逻辑单元。
图2.7 输入移位定标单元功能框图
第二章 TMS320C2xx的CPU结构和 存储器配置
2.3.3
乘法器
如图2.8所示，它包括： （1）16位临时寄存器（TREG）—用于保存一个乘数。 （2）16X16位硬件乘法器—执行乘法运算。 （3）32位的乘积寄存器（PREG）—存储运算结果。 （4）乘积定标移位器—在乘积送CALU之前，对乘法运 算的结果进行移位操作。 （5）多路选择器—用于选择来自数据存储器或程序存储 器的第二乘数。
第二章 TMS320C2xx的CPU结构和存储器配置
X24X系列DSP的特点为：
1．内部器件：32位ALU、32位累加器，16位X16位并行乘 法器、32位乘法结果寄存器，三个定标移位器、8个辅助寄 存器。 2．存储器：544字DRAM、16K程序ROM或FLASHROM， 最大寻址224K字。部分器件带有软件等待状态产生器及外 部存储器接口EMI，根据型号不同，可以接不同大小的外部 存储器。 3．4级流水线，8级硬件堆栈，6个外部中断。 4．采用静态CMOS工艺，4种低功耗操作模式。 5．单指令周期小于50nS，主频20-40MHz，绝大多数指令 可以在单周期内完成。 6．片上集成事件管理器、ADC、28个可编程I/O引脚、锁相 环时钟发生器、看门狗、串行通讯接口、串行外设接口等。